苯传感器膜电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种苯传感器膜电极及其制备方法。所述制备方法包括如下步骤：(1)催化剂载体的制备；(2)催化剂的制备；(3)催化剂浆液的制备；(4)膜电极的制备。本发明专利技术制备的产品用于检测苯，具有制作工艺简单、操作简单、选择性好、价格较低、价格便宜、携带方便，可以用于重要的公共场所及家庭中。本发明专利技术应用于苯的检测。本发明专利技术解决了现有苯检测仪器不但体积庞大非常昂贵，需专业人员操作，而且对干扰气体不能有效的滤除，不同的人操作结果有很大的差别，集成化非常困难，导致在很多重要的场所无法使用的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于苯传感器的
，具体涉及一种。
技术介绍
随着社会经济的不断发展，人们对待生活环境的要求也逐渐提高，如对于各种易燃易爆、对人体有害的气体。最近几年，全国各大媒体频频爆出苯导致人们中毒、死亡的事件，给广大民众带来了极大的烦恼、痛苦和恐慌。苯可以作为制造橡胶、油漆、塑料、染料等的原料，即为一种十分重要的有机溶剂和化工原料。对于现在家庭装修，它更是不可避免的被应用装修材料中。另外，苯作为消毒剂、防腐剂、熏蒸剂等也普遍存在于人们的身边，严重的危害着人们的健康。苯是室内环境中的主要污染物，同时也是一种危险的化学原料，它严重的影响着人们的健康生活和财产安全。在室温下，苯为一种有甜味的、无色透明液体，同时散发强烈的芳香气味。苯有毒且有可燃性。苯在常温下特别容易挥发，人或动物无论是皮肤直接接触还是间接吸入大量苯进到体内，都会引发慢性或急性的苯中毒。苯可以麻痹中枢神经系统，轻者会产生恶心、头痛、呕吐，重者会产生意识混乱、昏迷、神志不清、抽搐、丧失知觉等，严重者更有可能导致死亡。少量的苯被人呼吸或摄入也能出现不良状况，如头晕、头痛、意识混乱、心率加速、不自主颤抖等状况。吃进含多量苯的食物时也产生心率加速、胃痛、呕吐、头晕、失眠等现象，也有可能至死。吸进一定量的苯蒸汽5?10分钟就能危及生命。如果人长时间处于含有苯的环境中会产生神经衰弱综合症，血液会被形成很大的伤害，苯能够损害骨髓，导致血小板、白细胞、红血球数量减少，产生畸形染色体，进而产生白血病，引起再生性障碍贫血。苯会对免疫系统的功用进行破坏，这时病菌就会产生。具研究报告得出，苯在人内部潜藏多达12?15年之久。苯是一种良好的有机溶剂，广泛用于涂料、粘合剂、油墨和农药等方面。含有苯的涂料、粘合剂等在各种装潢材料及家具中大量使用。对于胶粘剂的使用或工艺的说明在各种行业规定中都未曾见到，大多数百姓又没有实际经验，因此装饰公司想用什么就用什么，安全问题特别容易被忽视；有的施工人员施工工艺不规范，使室内空气中苯含量大大提高，由于高浓度的苯不但能使人中毒，而且还很容易发生爆炸和火灾。苯污染已经引起了各方的高度关注，因此用于苯检测的传感器研究具有重要的意义。而目前的分光光度法、色谱法都无法达到现场快速检测苯的要求，且操作复杂、测试结果因人而异、检测设备体积大、费用昂贵。因此，研制出一种便携式现场苯检测装置是十分必要的。
技术实现思路
为解决现有苯检测仪器不但体积庞大非常昂贵，需专业人员操作，而且对干扰气体不能有效的滤除，不同的人操作结果有很大的差别，集成化非常困难，导致在很多重要的场所无法使用的问题，本专利技术的首要目的在于提供一种苯传感器膜电极的制备方法，该制备方法工艺简单、成本较低。本专利技术的另一目的在于提供上述制备方法获得的苯传感器膜电极。该苯传感器膜电极性价比高、操作简单、准确度高、灵敏度高、携带方便，可以用于重要的公共场所及家庭中。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用如下技术方案:一种苯传感器膜电极的制备方法，包括以下步骤:(I)催化剂载体的制备:将钨盐和铁氰化钾加入到水中，溶解后，再加入一定量的蔗糖，搅拌I?3h后，在150?190°C的温度下水热4?1h得到前驱体；然后，将前驱体在氨化气氛下，升温至800?1300°C并保温2?6h进行氨化处理；再用盐酸处理后，得到氮化钨/晶态碳复合材料，可作为下一步的催化剂载体；(2)催化剂的制备:将氯铂酸钾溶解在水中，加入一定质量步骤(I)制备的氮化钨/晶态碳复合材料，再加入一定量的还原剂溶液，在25?65°C下搅拌I?4h后，洗涤、烘干，得到Pt-氮化钨/晶态碳催化剂；(3)催化剂浆液的制备:将步骤(2)制备的Pt-氮化钨/晶态碳催化剂加入到溶剂中，超声并搅拌I?3h后，得到催化剂浆液；(4)膜电极的制备:将步骤(3)制备的催化剂浆液喷涂在碳纸上，将碳纸烘干后取两片分别作为膜电极的正、负极片，两极片中间放置一片质子交换膜，热压，制得所述苯传感器膜电极。步骤(I)中所述的钨盐为磷钨酸、钨酸钠、钨酸铵、偏钨酸铵和仲钨酸铵中的一种，其中钨盐和铁氰化钾的质量比为1:3?1:0.3，钨盐与水的质量比为1:100?1:30，所述的鹿糖与妈盐的质量比为1:1?10:1。步骤(I)中所述的氨化气氛为氨气，或者氨气与氮气按照体积比为1:0.5?1:3混合的混合气体；以3?12°C /min的升温速率升温至800?1300°C。步骤(I)所述的搅拌为低速搅拌，可以优选为130?180转/min ;所述的盐酸可以优选为质量浓度10%的盐酸。步骤(2)中所述的氯铂酸钾与氮化钨/晶态碳复合材料的质量比为0.3:1?0.5:1，氯铂酸钾与水的质量比为0.001:1 ~ 0.004:1ο步骤(2)中所述的还原剂溶液中的还原剂为硼氢化钠、甲酸和抗坏血酸中的一种，还原剂溶液的质量浓度为5?23% ;其中还原剂溶液中的还原剂与氮化钨/晶态碳复合材料的质量比为10:1?50:1。步骤(3)中所述的溶剂为水、乙醇和丙酮中的一种或者两种混合，其中Pt-氮化钨/晶态碳催化剂与溶剂的质量比为1:50?1:20。步骤(3)中所述的的超声处理的功率为80?150W，搅拌速度为100?180转/mino步骤(4)中所述的分别作为膜电极的正、负极片的两片碳纸尺寸均为2.5cmX 2.5cm 或者 5cmX 5cm0步骤⑷中所述的热压是指:在125?145 °C、1.5?4.5MPa的条件下热压3?6min。本专利技术还提供了一种由上述制备方法获得的苯传感器膜电极。所述苯传感器膜电极可以用于检测苯。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点及有益效果:(I)本专利技术制备的苯传感器膜电极成本低、性价比高、操作简单、准确度高达99.99%以上，灵敏度为I?2ppm、携带方便，可以用于重要的公共场所及家庭中。(2)本专利技术的制备工艺简单，可适于大规模生产。【附图说明】图1是实施例25制备的Pt-氮化钨/晶态碳催化剂的X-射线衍射谱图。【具体实施方式】下面结合实施例和附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例1:本实施例苯传感器膜电极的制备方法是由下述步骤完成的:(I)催化剂载体的制备:将钨盐和铁氰化钾加入到水中，溶解后，再加入一定量的蔗糖，在转速为150转/min条件下搅拌lh，在160°C的温度下水热8h，得到前驱体；其中，钨盐和铁氰化钾的质量比为1:1，钨盐与水的质量比为1:100，蔗糖与钨盐的质量比为3:1 ;然后，将前驱体在氨气气氛下，以5°C /min的升温速率升温至900°C，并保温3.5h进行氨化处理；用质量浓度为10%的盐酸处理后，得到氮化钨/晶态碳复合材料，可作为下一步的催化剂载体；(2)催化剂的制备:将氯铂酸钾溶解在水中，加入一定质量步骤(I)制备的氮化钨/晶态碳复合材料，其中氯铂酸钾与氮化钨/晶态碳复合材料的质量比为0.35:1，氯铂酸钾与水的质量比为0.002:1 ;再加入硼氢化钠溶液，其中硼氢化钠与氯铂酸钾的质量比为25:1，在30°C下搅拌2.5h后，洗涤、烘干，得到了 Pt-氮化钨/晶态碳催化剂；(3)催化剂浆液的制备:将步骤(2)制备的催化剂加入到一定量乙醇溶剂中，其中氮化钨/晶态碳催化剂与乙醇溶剂的质量比为1:30，功率本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种苯传感器膜电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将钨盐和铁氰化钾溶于水中后，加入蔗糖，搅拌1～3h后，在150～190℃的温度下水热4～10h得到前驱体；然后，将前驱体在氨化气氛下，升温至800～1300℃并保温2～6h进行氨化处理；再用盐酸处理后，得到氮化钨/晶态碳复合材料；(2)将氯铂酸钾溶解在水中，加入步骤(1)制备的氮化钨/晶态碳复合材料，再加入还原剂溶液，在25～65℃下搅拌1～4h后，洗涤、烘干，得到Pt‑氮化钨/晶态碳催化剂；(3)将步骤(2)制备的Pt‑氮化钨/晶态碳催化剂加入到溶剂中，超声并搅拌1～3h后，得到催化剂浆液；(4)将步骤(3)制备的催化剂浆液喷涂在碳纸上，将碳纸烘干后取两片分别作为膜电极的正、负极片，两极片中间放置一片质子交换膜，热压，制得所述苯传感器膜电极。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁定胜，王蕾，冯贺，
申请(专利权)人：广东南海普锐斯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44